Forscher haben ein kleines, amphiphiles und kationisches Peptid namens MOTS‑c identifiziert, das vollständig im mitochondrialen Genom kodiert ist und sowohl bakterizide als auch immunmodulierende Funktionen besitzt. Das Ergebnis erweitert das bisherige Bild des Immunsystems, das bislang ausschließlich als nuklear‑kodiert galt.
Entdeckung des mitochondrialen Peptids
Das Peptid wurde in einer Analyse des menschlichen mitochondrialen DNA‑Abschnitts entdeckt, der einer offenen Leserahme (ORF) aus dem 12‑S‑rRNA‑Typ‑c entspricht. Die Sequenz weist Merkmale bekannter antimikrobieller Peptide auf, darunter eine ausgeprägte Hydrophobie und positive Ladung.
Antibakterielle Wirkung von MOTS‑c
In vitro‑Tests zeigten, dass MOTS‑c das Wachstum von Escherichia coli und von methicillinresistenten Staphylococcus aureus (MRSA) hemmt. Die Hemmung erfolgt durch direkte Interaktion mit den bakteriellen Membranen, wobei die hydrophoben und kationischen Domänen des Peptids die Membranintegrität destabilisieren.
Wirksamkeit im Mausmodell
In einem akuten Peritonitis‑Modell bei Mäusen neutralisierte eine intraperitoneale Verabreichung von MOTS‑c die Infektiosität von MRSA vollständig, was auf eine potenzielle therapeutische Anwendbarkeit hinweist.
Regulation der Peptidexpression
Untersuchungen an menschlichen Monozyten zeigten, dass die Expression von endogenem MOTS‑c durch Interferon‑γ, Lipopolysaccharide (LPS) und Differenzierungssignale induziert wird. Diese Stimuli spiegeln typische Entzündungs‑ und Aktivierungszustände des Immunsystems wider.
Einfluss auf Makrophagen
Wenn exogenes MOTS‑c während der primären Differenzierung von Maus‑Monozyten zu Makrophagen zugegeben wurde, entwickelten die Zellen ein charakteristisches Transkriptom, das Antigenpräsentation und Interferon‑Signalwege betont. Die programmierten Makrophagen zeigten eine verbesserte bakterielle Clearance und eine Umstellung ihres Stoffwechsels.
Transkriptomische und metabolische Effekte
Die Analyse der Genexpression offenbarte eine Aufregulierung von Genen, die mit der Präsentation von Antigenen und der IFN‑Signalgebung assoziiert sind. Gleichzeitig wechselte der zelluläre Energiestoffwechsel von einer oxidativen zu einer stärker glycolytischen Konfiguration, was die funktionelle Anpassung an antimikrobiale Aufgaben unterstützt.
Bedeutung für das Verständnis des Immunsystems
Die Ergebnisse legen nahe, dass das mitochondriale Genom nicht nur für die Energieproduktion, sondern auch für die Kodierung von aktiven Immunfaktoren verantwortlich ist. Damit stellt MOTS‑c das erste bekannte mitochondrial‑kodierte antimikrobielle Peptid dar und erweitert das konventionelle Konzept der Genom‑lokalität immunologischer Komponenten.
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